Задачи ПАХТ разные

Раздел XI Перегонка и ректификация

Задача XI.1. 100 кмоль смеси бензол - толуол, содержащей 70 мол. % бензола, подвергают простой перегонке и получают 92,13 кмоль дистиллята. Определить конечный состав кубового остатка и дистиллята. Равновесные данные для рабочей смеси:

Равновесные данные для рабочей смеси:

Скачать решение задачи XI.1 (задача ПАХТ)

Задача XI.2. 100 кмоль смеси, содержащей 10,8 мол. % пропана (А), 67,4 мол. % бутана (В) и 21,8 мол. % пентана (С), подвергают простой перегонке при давлении 760 мм рт. ст., пока не испарится половина содержащегося в смеси бутана. Определить составы дистиллята (пары) и остатка. Относительные летучести по бутану: аАВ = 4,55; аВВ = 1; аСВ = 0,2325

Скачать решение задачи XI.2 (задача ПАХТ)

Задача XI.3. Эквимолярную смесь бензола и толуола подвергают интегральной перегонке при давлении 760 мм рт. ст. с целью отгонки 40 мольн. % исходной смеси. Определить равновесный состав дистиллята (пары) и остатка и температуру перегонки. Равновесные данные приведены в задачае XI.1.

Определение концентраций при интегральной перегонке

Рис. Х1-4. Определение концентраций при интегральной перегонке (к задачи Х1-3).

Скачать решение задачи XI.3 (задача ПАХТ)

Задача XI.4. Смесь, содержащую 15 мольн. % пропана, 65 мольн. % бутана и 20 мольн. % пентана, подвергают равновесной перегонке при температуре / = 5° С и давлении 600 мм рт. ст. Определить мольную степень разделения и состав жидкой и паровой фаз. Константы равновесия k1 = 6,34; k2 = 1,37; k3 = 0,32.

Скачать решение задачи XI.4 (задача ПАХТ)

Задача XI.5. Смесь, содержащую 10 моль изобутана, 10 моль к-пентана, 16 моль изопентана, 47 моль м-гексана и 17 моль «-гептана, подвергают равновесной перегонке при давлении 10 ат и температуре 160° С. Определить состав полученных продуктов, если константы равновесия равны k1 = 3,6; k2 = 1,79; k3 = 1,6; k4 = 0,95; k5 = 0,6.

Скачать решение задачи XI.5 (задача ПАХТ)

Задача XI.6. 3000 кг неочищенного скипидара, содержащего 8% воды, подвергают перегонке с водяным паром при давлении 760 мм рт. ст. Для перегонки применяют насыщенный пар давлением р = 1,725 кгс/см2. Определить общий расход пара.
Начальная температура смеси t=25°С; теплота парообразования скипидара r=71,5 ккал/кг удельная теплоемкость скипидара с=0,59 ккал/(кг-град); молекулярный вес скипидара MСК = 140; эффективность насыщения n = 0,85.

Давление перегонки с водяным паром смеси скипидара и воды при различных температурах

Скачать решение задачи XI.6 (задача ПАХТ)

Задача XI.7. В тарельчатой ректификационной колонне непрерывного действия производительностью 1000 кмол/ч исходной смеси, содержащей 40 мол. % метилового спирта и 60 мольн. % этилового спирта, надо получить дистиллят, содержащий 95 мольн. % метилового спирта, и остаток, содержащий 96,66 мольн. % этилового спирта. Колонна работает при атмосферном давлении. Определить минимальное число теоретических тарелок, число теоретических тарелок при флегмовом числе R = 1,5 Rмин и действительное число тарелок.

Равновесные концентрации приведены в табл. Х1-6.

Зависимость относительных летучих компонентов смеси этанол - метанол

Скачать решение задачи XI.7 (задача ПАХТ)

Задача XI.8. В тарельчатой ректификационной колонне подвергают ректификации 775,8 кмоль/ч дебутанизированного газойля для получения дистиллята, содержащего 94,3 мольн. % изопента-на; остаток должен содержать 2,54- мольн. % изопентана. Колонна работает с флегмовым числом R = 2,80 Rмин. Определить действительное число тарелок, если общий к.п.д. n = 0,70. Состав исходной смеси (в мольн. %): н-бутан - 0,59; изопентан-18,00; н-пентан - 27,5; циклопентан - 0,36; гексан - 53,55.

Скачать решение задачи XI.8 (задача ПАХТ)

Задача XI.9. Определить оптимальное значение флегмового числа для колонны, в которой происходит ректификация смеси четыреххлористый углерод - толуол. Четыреххлористый углерод содержится: в исходной смеси 22 мольн. %; в дистилляте 90 мольн. %; в остатке 2,2 мольн. %.

Скачать решение задачи XI.9 (задача ПАХТ)

Задача XI.10. В ректификационной колонне с колпачковыми тарелками, работающей при атмосферном давлении, происходит разделение 42 000 кг/сутки бинарной смеси четыреххлористый углерод - толуол. Концентрация легколетучего компонента: в исходной смеси ср = 32%; в дистилляте сD = 93,4%; в остатке сw = 3,6%.
Определить действительное число тарелок и высоту колонны если коэффициенты массоотдачи, отнесенные к активной поверхности тарелки, равны:
kг = 1000 кмоль/(м2-ч-y)
kж = 400 кмоль/(м2-ч-x)
Определить также расходы пара в кипятильнике и воды в дефлегматоре.

Скачать решение задачи XI.10 (задача ПАХТ)

Задача XI.11. По условиям предыдущей задачи определить высоту насадочной колонны, работающей в тех же условиях, что и тарельчатая колонна. В качестве насадки применяются кольца Рашига размером 50X50X5 мм, загруженные внавал.

Скачать решение задачи XI.11 (задача ПАХТ)

 

Раздел X Абсорбция

Задача X.1. В насадочной колонне происходит абсорбция СО2 водой. Начальная концентрация у1 = 10 объемн. %; конечная концентрация y2 = 0,3 объемн. %. Начальная концентрация жидкости c2 = 25 мг/л. Расход газа 1000 м3/ч (при нормальных условиях). Давление 15,5 ат, температура 25°С. Требуется:
1) определить минимальный расход абсорбента; 2) построить рабочую линию при расходе воды, превышающем минимальный в 2 раза; 3) определить среднюю движущую силу вверху и внизу колонны.

Скачать решение задачи X.1 (задача ПАХТ)

Задача X.2. Определить высоту насадки в колонне для абсорбции двуокиси углерода водой при следующих условиях: среднее давление р = 15,5 ат; средняя температура t= 25° С; расход газа (при нормальных условиях): на входе V = 4430 м3/ч; на выходе V2 = 2965 м3/ч; содержание СО2 в газе: на входе у1 = 0,297; на выводе y2 = 0,009; концентрация СО2 в абсорбенте: на входе С1 = 0,025 кг/м3; на выходе с2 = 4,250 кг/м3; диаметр колонны dк = 2150 мм; тип насадки - кольца Рашига 75X75X10 мм, загруженные внавал.
Коэффициенты массоотдачи: внизу колонны kг1= 0,537 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)); вверху колонны kг2= 0,281 кмоль/(м2ч (кмоль/кмоль)); для всей колонны kж = 83,5 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)).

Скачать решение задачи X.2 (задача ПАХТ)

Задача X.3. Определить высоту насадки в колонне для десорбции аммиака из водного раствора воздухом. Колонна работает в следующих условиях: расход раствора аммиака L2= 1069,90 кмоль/ч; концентрация аммиака в растворе: на входе С2 = 0,0698 кг/кг; на выходе С1 = 0,0186 кг/кг; расход воздуха G = 530 кмоль/ч; концентрация аммиака в выходящем из колонны воздухе у2 = 0,1; средняя температура t = 40° С; диаметр колонны dк = 2200 мм; тип насадки: кольца Рашига 50X50X5 мм, загруженные внавал. Коэффициент массопередачи, отнесенный к газовой фазе, Кг = 0.7 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)). Для построения линии равновесия имеются следующие экспериментальные данные:
X........0,0201….. 0,0498…… 0,0795
У*.......0,0388 …..0,1044….. 0,1875

Скачать решение задачи X.3 (задача ПАХТ)

Задача X.4. В колонне с насадкой из колец Рашига происходит водная абсорбция двуокиси серы из ее смеси с воздухом. Колонна работает при следующих условиях: расход газа V = 3000 м3/ч; концентрация SО2 в газе: на входе у1 = 0,04; на выходе y2 = 0,005; концентрация SO2 в растворе на входе в колонну Х2 = 0; расход абсорбента L = 1,16-LМин; средняя температура в колонне t = 20° С; диаметр колонны dк = 1,26 м.
Определить концентрации SО2 на поверхности раздела в газовой и жидкой фазах по длине колонны. Даны коэффициенты массоотдачи вычисленные в задачие VIII. 20: kг = 31,3 м/ч и kж = 0,438 м/ч; для построения линии равновесия использовать следующие величины, полученные на основе экспериментальных данных при t = 20° С:

Скачать решение задачи X.4 (задача ПАХТ)

Задача Х.5. По исходным данным и результатам расчета задачи X.4 определить необходимую поверхность и высоту слоя насадки в колонне.

Скачать решение задачи X.5 (задача ПАХТ)

Задача X.6. Рассчитать насадочную колонну для абсорбции двуокиси серы из смеси с воздухом. Расход очищаемого газа при 20° С составляет 3000 м3/ч, а концентрация SO2 - 4 объемн.%. Абсорбцию проводят при атмосферном давлении водой. Средняя температура в колонне равна 20° С. На выходе из колонны газ содержит 0,5 объемн. % SО2. Расход абсорбента в 1,16 раз больше минимального. Влажностью газа пренебречь.

Скачать решение задачи X.6 (задача ПАХТ)

Задача X.7. Найти формулу для определения средней движущей силы на n-ой тарелке абсорбционной колонны, работающей по следующей схеме: перемешивание газа на тарелке идеальное, а концентрация жидкости изменяется линейно в интервале от Xn+1+1 до Хn.

Скачать решение задачи X.7 (задача ПАХТ)

Задача X.8. Определить среднюю движущую силу на n-ой тарелке колонны для абсорбции аммиака при различных режимах работы, пользуясь следующими экспериментальными данными: Л

Скачать решение задачи X.8 (задача ПАХТ)

Задача X.9. По условиям задачи X. 8 определить число единиц переноса и коэффициент массопередачи, отнесенный к газовой фазе. Дано: расход инертного газа G=54 кмоль/ч; рабочая площадь тарелки SТ = 0,4496 м2.

Скачать решение задачи X.9 (задача ПАХТ)

Задача X.10. Определить необходимое число колпачковых тарелок в колонне для абсорбции аммиака из отходящих газов на установке синтеза аммиака. Колонна работает при следующем режиме: расход отходящих газов (при нормальных условиях) V = 1300 м3/ч; содержание аммиака в газе уг = 0,065; начальная температура газа t = 16°С; начальная температура воды t= 16°С; среднее давление в колонне р = 1,095-105 Н/м2; диаметр колонны dк = 0,8 м.
В колонне абсорбируется 94 объемн.% содержащегося в газе аммиака; конечная концентрация аммиака в воде составляет 90% от равновесной. При расчете следует учесть теплоту растворения аммиака. Коэффициент массопередачи Кг = 78,2 кмоль/(м2-ч- (кмоль/кмоль)).

Скачать решение задачи X.10 (задача ПАХТ)

   

Раздел IX Аппараты колонного типа для процессов массообмена

Задача IX.1. Определить основные характеристики насадки из неупорядоченно загруженных керамических колец Рашига размером 50X50X5 мм. Плотность керамического материала рк = 2200 кг/м3, насыпная плотность насадки рн = 460 кг/м3.

Скачать решение задачи IX.1 (задача ПАХТ)

Задача IX.2. Определить потери напора при прохождении газа через слой катализатора высотой L = 1,5 м в аппарате диаметром 2 м. Расход газа 800 м3/ч; плотность газа рг = 0,45 кг/м3; вязкость газа мг = 2,94-10-2 спз; удельная поверхность катализатора g = 415 м2/м3; свободный объем е = 0,43.

Скачать решение задачи IX.2 (задача ПАХТ)

Задача IX.3. Определить потери напора на 1 м высоты при прохождении газа через сухую и орошаемую насадку в колонне, работающей в условиях, описанных в задачае VIII. 20.

Скачать решение задачи IX.3 (задача ПАХТ)

Задача IX.4. По условиям, описанным в задачае VIII. 20, определить скорость, соответствующую точке «захлебывания», а также количество жидкости, находящейся в работающей колонне.

Скачать решение задачи IX.4 (задача ПАХТ)

Задача IX.5. Рассчитать колпачковую тарелку для колонны, в которой проводится ректификация смеси четыреххлористый углерод - толуол; колонна работает при атмосферном давлении. Дано: расход пара V = 0,135 м3/сск; расход жидкости Lоб =0,001 м3/сек; поверхностное натяжение жидкости gж = 18,9 дин/см; средняя плотность пара рп = 4,74 кг/м3; средняя плотность жидкости рж = 1138 кг/м3.

Скачать решение задачи IX.5 (задача ПАХТ)

Задача IX.6. Рассчитать ситчатую тарелку колонны для разделения системы метанол - вода, если известно, что расход пара V = 1,45 м3/сек; расход жидкости Lоб = 0,00214 м3/сек; средняя плотность жидкости рж = 925 кг/м3; средняя плотность пара р=0,855 кг/м3; поверхностное натяжение жидкости gж=40 дин/см.
Выбираем отверстия диаметром dо = 2 мм, расположенные по вершинам разностороннего треугольника со стороной t = 7,2 мм. Рабочую поверхность тарелки SТ принимаем равной 90% площади сечения колонны; этому значению соответствует отношение b/dk=0,6. Выбираем высоту порога сливного устройства hn=25 мм.

Скачать решение задачи IX.6 (задача ПАХТ)

   

Раздел VIII Диффузионные процессы

Задача VIII.1. Определить количество водорода,, которое можно растворить в 100 г воды при 25°С. Водород поглощается из газовой смеси, общее давление которой равно 760 мм рт. ст., а парциальное давление водорода 200 мм рт. ст. При 25° С константа Генри для водорода Н = 7,07*10^4 атм.

Скачать решение задачи VIII.1 (задача ПАХТ)

Задача VIII.2. Определить, каково должно быть давление кислорода, чтобы его растворимость в воде при температуре 25° С. составляла С02 = 0,03 г/100 г воды.
Значения константы Генри при 25° С зависят от давления и приведены ниже:

Значения константы Генри при 25° С

Скачать решение задачи VIII.2 (задача ПАХТ)

Задача VIII.3. Построить кривую равновесия для системы аммиак - воздух - вода при 20° С и 760 мм рт. ст., используя для этого закон Генри (значение константы Генри Н = 2,74 атм). Сравнить полученную кривую с кривой, построенной по экспериментальным данным о растворимости аммиака в воде при 20° С, приведенным ниже:

кспериментальным данным о растворимости аммиака в воде при 20° С,

Скачать решение задачи VIII.3 (задача ПАХТ)

Задача VIII.4. Построить равновесные линии для процесса абсорбции двуокиси, серы водой в координатах у-х и У-X, пользуясь экспериментальными данными, полученными при t=20° С и общем давлении 760 мм рт. ст.

экспериментальными данными, полученными при t=20° С и общем давлении 760 мм рт. ст.

Скачать решение задачи VIII.4 (задача ПАХТ)

Задача VIII.5. Пользуясь уравнением Антуана, определить давление паров бензола и толуола в интервале температур 70-120°С. Числовые значения констант, входящих в уравнения Антуана, приведены ниже:

Числовые значения констант, входящих в уравнения Антуана, приведены ниже:

Скачать решение задачи VIII.5 (задача ПАХТ)

Задача VIII.6. Определить наклон кривой равновесия my=dy*/dx для системы вода - аммиак - воздух при температуре t=20°С и давлении р = 760 мм рт. ст. в точках с1 = 10 г NН3/100 г воды и с2 = 30 г NH3/100 г воды.

Скачать решение задачи VIII.6 (задача ПАХТ)

Задача VIII.7. Построить в диаграмме у - х линию равновесия для системы м-пентан - н-гексан при давлении 765 мм рт. ст. Построить также диаграмму - х, у для этой системы. Данные об изменении давления паров чистых компонентов при различной температуре приведены в табл. VIII-5.

Данные об изменении давления паров чистых компонентов при различной температуре

Скачать решение задачи VIII.7 (задача ПАХТ)

Задача VIII.8. Для системы бензол - дихлорэтан известны давления паров, соответствующие температуре кипения каждого компонента. Так, при температуре кипения бензола t1 = 80,18° С давление паров бензола и дихлорэтана составляет Р1 = 760 мм рт. ст. и Р2 = 682 мм рт. ст., а при температуре кипения дихлорэтана давления паров соответственно равны Р1 = 842 мм рт. ст. и Р2 = 760 мм рт. ст. Определить равновесные составы при указанных температурах, используя уравнение Фенске.

Скачать решение задачи VIII.8 (задача ПАХТ)

Задача VIII.9. Система ацетон - хлороформ "при давлении 760 мм рт. ст. образует азеотропную смесь состава у = х = 0,335 мол. доли с максимумом температуры кипения tк = 64,5° С. При этой температуре давление паров ацетона Р1 = 1000 ммрт.ст., а хлороформа P2 = 858 мм рт. ст. Построить линию равновесия, пользуясь уравнением ван-Лаара.

Построить линию равновесия, пользуясь уравнением ван-Лаара.

Скачать решение задачи VIII.9 (задача ПАХТ)

Задача VIII.10. Определить температуру конденсации смеси паров, содержащей (в мольн. %): бензола - 25, толуола - 24 и о-ксилола - 51, при 760 мм рт. ст.

Скачать решение задачи VIII.10 (задача ПАХТ)

Задача VIII.11. Определить константу равновесия /г для гептана в смеси с другими углеводородами при давлении р = 25 атм и температуре t=200° С. Критическое давление гептана Ркр=26,8 атм, а его критическая температура tКр = 540°С.

Скачать решение задачи VIII.11 (задача ПАХТ)

Задача VIII. 12. Определить при давлении 13,6 атм температуру кипения смеси следующего состава:
Компонент Мольн. %
Метан 7,0
Пропан 28,0
н-Бутан 32,0
Изобутан 33,0

Скачать решение задачи VIII.12 (задача ПАХТ)

Задача VIII.13. Построить линию равновесия для процесса экстракции ацетона из воды 1,1,2-трихлорэтаном при 25° С, если коэффициент распределения равен r = 1,65. Концентрации ув и xB выражены в единицах кг компонента В/кг (A+S). Сравнить полученную линию с построенной по экспериментальным данным. Экспериментальные данные по равновесию в системе ацетон — вода — трихлорэтан приведены в табл. VIII-9.

Экспериментальные данные по равновесию в системе ацетон — вода — трихлорэтан

Скачать решение задачи VIII.13 (задача ПАХТ)

Задача VIII.14. Определить коэффициент диффузии ацетона в воздухе, используя данные следующего опыта. Стеклянную трубку диаметром 1 мм наполнили ацетоном, причем расстояние от открытого конца трубки до уровня ацетона составляет 2,3 см. Трубку держали в медленном токе воздуха при температуре 18,8° С и давлении р = 765,5 мм рт. ст. Через 80 мин уровень ацетона в трубке понизился на 0,148 см; давление паров ацетона при t=18,8° С равно РА = 170 мм рт. ст.

Скачать решение задачи VIII.14 (задача ПАХТ)

Задача VIII.15. Определить коэффициент диффузии двуокиси серы в воздухе при t = 20° С и р = 1 атм. Дано VSO2=44,8 см2/моль и Vвоз = 29,9 см3/моль.

Скачать решение задачи VIII.15 (задача ПАХТ)

Задача VIII.16. Определить коэффициент диффузии двуокиси серы в воде при температуре t = 25°С.

Скачать решение задачи VIII.16 (задача ПАХТ)

Задача VIII.17. Определить коэффициент диффузии двуокиси серы в воде при 25°С, если при 20°С величина D20= 1,519*10^-5 см2/сек.

Скачать решение задачи VIII.17 (задача ПАХТ)

Задача VIII.18. Через вертикальную колонну диаметром 100 мм с внутренней стенкой, орошаемой водой (tЖ = 30°С), пропускают 56,5 м3/ч сухого воздуха при 20°С. Определить скорость увлажнения воздуха (отнесенную к 1 м высоты колонны) на входе его в колонну.

Скачать решение задачи VIII.18 (задача ПАХТ)

Задача VIII.19. Через трубчатый абсорбер с трубками, орошаемыми 'изнутри водой, пропускают газообразный хлористый водород. Определить коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, если расход орошаемой воды. QЖ = 5440 кг/ч; число трубок n = 60; внутренний диаметр трубок dВН = 50 мм; средняя температура t = 20° С; длина трубок L = 4 м.

Скачать решение задачи VIII.19 (задача ПАХТ)

Задача VIII.20. Определить коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах при абсорбции SO2 из воздуха водой в насадочной колонне, если расход газа Qоб = 3000 м3/ч; начальная концентрация SО2 у1 = 0,04 мол. доли; конечная концентрация SО2 у% = 0,005 мол. доли; средняя температура в колонне t = 20°С; расход абсорбента Lоб = 56,5 м3/ч; диаметр колонны Dк=1,26.м; тип насадки: кольца Рашига 50X50Х5 мм, загруженные навалом.

Скачать решение задачи VIII.20 (задача ПАХТ)

Задача VIII.21. Определить коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при десорбции СО2 из воды в тарельчатой колонне, работающей при следующих условиях: массовая плотность орошения qж=10000/сг/(м2-ч); статическая высота слоя жидкости на тарелке hст = 4-10~2л; газосодержание пены е = 0,6; площадь сечения колонны S=1 м2; рабочая площадь тарелки SТ = 0,9 л2: средняя температура в колонне t= 20° С.

Скачать решение задачи VIII.21 (задача ПАХТ)

Задача VIII.22. Определить коэффициенты массоотдачи в паровой и жидкой фазах при ректификации смеси толуол - ксилол в колонне с ситчатыми тарелками. Колонна работает при следующих условиях: расход пара V = 23,5 кмоль/ч; расход жидкости L = 17,95 кмоль/ч; средняя мольная доля легколетучего компонента в паровой фазе уср = 0,9160; средняя мольная доля легколетучего компонента в жидкой фазе хср = 0,1116; средняя температура в колонне t=112,0° С; диаметр колонны dк = 675 мм; длина сливных перегородок b = 450 мм; доля свободного сечения тарелки ф = 30%; статическая высота слоя светлой жидкости на тарелке hст = 3,9*10^-2 м; газосодержание пены е = 0,5.

Скачать решение задачи VIII.22 (задача ПАХТ)

Задача VIII.23 Определить коэффициент массоотдачи в сплошной фазе для системы смесь 70% о-нитрофенола и 30% хлорбензола - бензол - вода, если диаметр капель ~3 мм, скорость падения капель 3,5 см/сек и температура 25° С.

Скачать решение задачи VIII.23 (задача ПАХТ)

Задача VIII.24. По данным задачи VIII. 20 определить коэффициенты массопередачи у основания и вверху колонны. Выразить коэффициенты массопередачи в м/ч, кг/(м2*ч(кг/м3)) и в кг/(м2*ч*атм). Из значений коэффициентов, полученных в задачае VIII. 20, использовать следующие: kг = 31,3л/ч [т. е. кг/(м2*ч(кг/м3))] и kж = 0,439 м/ч [т. е. кг/(м2*ч(кг/м3))]].

Равновесные концентрация SO2  в газовых и жидких фазах

Скачать решение задачи VIII.24 (задача ПАХТ)

Задача VIII.25. Определить коэффициент массопередачи, отнесенный к паровой фазе, для тарельчатой ректификационной колонны. Подвергаемая ректификации смесь состоит из четыреххлористого углерода и толуола. Концентрация кубового остатка Хw, = 0,022, а дистиллята Xd = 0,9. Даны коэффициенты массоотдачи kг = 100кмоль/(м2-ч-y) и kж = 400кмоль/(м2-ч-х).

Скачать решение задачи VIII.25 (задача ПАХТ)

   

Раздел VII Массопередача

Задача VII.1. Определить поверхность теплообмена подогревателя раствора NaС1. Раствор нагревается от температуры t1/= 15°С до t1// = 50°С за счет тепла, отдаваемого тем же раствором при начальной температуре t2/ = 90°С. Расход раствора G1 = G2 = 5 т/ч; удельная теплоемкость раствора NаС1 с = 3950 Дж/(кг-град); коэффициент теплопередачи K=400 Вт/(м2-град). Расчет поверхности теплообмена провести как для прямотока, так и для противотока теплоносителей.

Скачать решение задачи VII.1 (задача ПАХТ)

Задача VII.2. Найти закон распределения температуры по длине теплообменника, состоящего из 37 труб диаметром 38/33 мм* и длиной L = 4 м. В теплообменник поступает G1=2000/кг/ч раствора при температуре 20°С. Нагревание производят горячей жидкостью, расход которой G2 = 3000 кг/ч, начальная температура 90°С; коэффициент теплопередачи и = 450вт/(м2-град); удельная теплоемкость холодного раствора с1 = 3500 дж/ (кг-град), а греющей жидкости с2 = 3800 дж/(кг-град). Изменение температуры определить как при прямотоке, так и при противотоке.

Скачать решение задачи VII.2 (задача ПАХТ)

Задача VII.3. Необходимо нагреть G1 = 4400 кг/ч бензола от температуры t1/= 27 С до t1// = 50 С, используя в качестве греющего агента горячий толуол при температуре t2/ = 70 С; расход толуола G2 = 2900 кг/ч. Для нагревания предполагается использовать теплообменник типа «труба в трубе» из элементов длиной 6 м, причем внутренний диаметр наружной трубы Dвн = 50 мм, внутренняя труба размером 38/33 мм. Определить, сколько элементов потребуется для изготовления теплообменника.

Скачать решение задачи VII.3 (задача ПАХТ)

Задача VII.4. Определить поверхность теплообменника для нагревания минерального масла от температуры t1/=20°С до t1//=130°С. Нагрев осуществляется органическим теплоносителем, имеющим начальную температуру 150° С. Расходы жидкостей G1 = 3500 кг/ч (минеральное масло) и G2 = 8000 кг/ч (теплоноситель); удельная теплоемкость соответственно c=1600 дж/(кг-град) и с2 = 1700 дж/(кг-град). Движение жидкостей - противоточное. Коэффициенты теплоотдачи изменяются в зависимости от температуры, согласно приведенным ниже данным:

Движение жидкостей - противоточное. Коэффициенты теплоотдачи изменяются в зависимости от температуры, согласно приведенным ниже данным

Теплопроводность стенки теплообменника (с учетом отложений) л/б = 2500 Вт/(м2-град).

Скачать решение задачи VII.4 (задача ПАХТ)

Задача VII.5. Определить длину теплообменника для'нагреания G1 = 15 т/ч раствора от температуры t1/= 15°С до t2// = 90°С. Удельная теплоемкость раствора с = 4050 Дж/(кг-град). Для наревания используется G2 = 34 т/ч парового конденсата при температуре t2/ =120° С. Теплообменник имеет 109 труб диаметром 25/21 мм. В межтрубном пространстве установлены перегородки. Коэффициенты теплоотдачи: для раствора, движущегося по трубам, а1 = 520 вт/(м2-град), для конденсата, движущегося В межтрубном пространстве, а2 = 2300 вт/(м2-град); теплопроводность материала труб лтр = 45 вт/м-град, толщина слоя отложений на стенках труб 60т = 0,4 мм, а их теплопроводность лот = 1,5 вт/(м-град). Определить также, как изменится поверхность теплообменника, если его сделать многоходовым.

Скачать решение задачи VII.5 (задача ПАХТ)

Задача VII.6. Рассчитать теплообменник для предварительного подогрева 10%-ного раствора NаОН, поступающего затем на выпаривание. Для нагрева применяется конденсат при температуре t2/=140°С; расход нагреваемого раствора G1=17000 кг/ч; начальная температура раствора t1/ = 35°С; конечная температура раствора t1//= 100° С; расход теплоносителя G2 = 28000 кг/ч.

Скачать решение задачи VII.6 (задача ПАХТ)

Задача VII.7. Определить основные размеры теплообменника, в котором Охлаждается воздух (Qо = 1240 м3/ч при нормальных условиях); давление воздуха р = 1,5 ат, температура меняется от 76 до 31°С. Начальная температура охлаждающей воды t1/= 16°С.

Скачать решение задачи VII.7 (задача ПАХТ)

Задача VII.8. Определить объем скруббера для охлаждения сухого воздуха от начальной температуры t2/ = 80°С до t2// = 25°С. Температура охлаждающей воды t1/ = 15 С; расход воздуха Gг = 12000 кг/ч; расход воды Gж = 8000 кг/ч; диаметр скруббера. D = 1,4 м; удельная поверхность насадки g = 65 м2/м3.

Скачать решение задачи VII.8 (задача ПАХТ)

Задача VII.9. В сборнике с мешалкой, обеспечивающей практически полное перемешивание, находится метиловый спирт (G = 5000 кг) при температуре 20°С. Определить время, необходимое для нагревания спирта до 50° С, а также температуру спирта через 0,2 ч после начала нагрева паром, поступающим в рубашку при температуре 120° С. Поверхность нагрева Р = 2,5 м2; коэффициент теплопередачи k = 1200 вт/(м2-град); удельная теплоемкость спирта с = 2680 дж/(кг-град).

Скачать решение задачи VII.9 (задача ПАХТ)

Задача VII.10. В сборнике с интенсивно работающей мешалкой находится 10%-ный раствор NаОН (G = 5000 кг), начальная температура которого tН1 = 95° С. Необходимо охладить раствор до tk1 = 30°С за 1 ч. Для охлаждения используют 02 = 30 т/ч воды при температуре t2/=15°С. Сборник снабжен охлаждающей рубашкой. Поверхность теплообмена F=10 м2, коэффициент теплопередачи K= 450 вт/(м2-град). Если рабочая поверхность рубашки окажется недостаточной, то в сборнике можно установить змеевик. Коэффициент теплопередачи при охлаждении с помощью змеевика K = 900 вт/(м2-град). Удельная теплоемкость NaOH с=3860дж/(кг-град). Определить также максимальную конечную температуру охлаждающей воды.

Скачать решение задачи VII.10 (задача ПАХТ)

Задача VII.11. В реакторе с рубашкой находится жидкий реагент, расход которого С4 = 3000 кг, а температура tн1 = 20° С. Определить время, необходимое для нагрева реагента до tк1 = 80° С, если известно, что помимо нагрева через рубашку, в результате протекания реакции выделяется постоянное количество тепла Qр = 50 000 ккал/ч. Нагрев осуществляется насыщенным водяным паром, температура которого t2 = 110° С. Поверхность теплообмена рубашки F = 3,5 м2; коэффициент теплопередачи k = 650 вт/(м2-град); удельная теплоемкость жидкости c1= 3900 дж/(кг-град). В результате эффективного перемешивания температура в реакторе полностью выравнивается.

Скачать решение задачи VII.11 (задача ПАХТ)

Задача VII.12. Определить время, необходимое для нагрева частиц псевдоожиженного слоя - от температуры t0 = 20° С до tк = 120° С. Нагрев осуществляется с помощью горячего воздуха, температура которого равна 125° С; скорость воздуха w = 0,5 м/сек; диаметр частиц dч = 0,1 мм; коэффициент сферичности частиц 0,95; порозность слоя е = 0,35; плотность твердых частиц рч = 2800 кг/м3; удельная теплоемкость твердых частиц сч = 0,21 ккал/(кг-град); количество твердых частиц М = 60 кг; диаметр колонны d = 0,4 м.

Скачать решение задачи VII.12 (задача ПАХТ)

Задача VII.13. Определить температуру кипения бензола при давлении 270 мм рт. ст. Температура кипения бензола при нормальном давлении равна 80,18° С. Известно также, что при 20° С давление паров бензола равно 74,7 мм рт. ст.

Скачать решение задачи VII.13 (задача ПАХТ)

Задача VII.14. Вычислить температуру кипения 30%-ного водного раствора NаОН при давлении р = 280 мм. рт. ст. Температура кипения 30%-ного раствора №ОН при атмосферном давлении равна 117°С, а давление паров над раствором при температуре 60°С равно 69 мм рт. ст. Сравнить полученный результат

Скачать решение задачи VII.14 (задача ПАХТ)

Задача VII.15. Водный раствор NаОН, имеющий концентрацию Со = 12 вес %, выпаривают до конечной концентрации с0 =40 вес %. Расход исходного раствора S0=1,1 кг/сек. Определить основные характеристики выпарного аппарата, если известно, что давление в нем равно 0,1 ат, а нагревание осуществляют насыщенным водяным паром под давлением 1,6 ат. Разбавленный раствор поступает в выпарной аппарат при t0 = 30°С.

Скачать решение задачи VII.15 (задача ПАХТ)

Задача VII.16. Для концентрирования раствора МgС12 имеется выпарной аппарат общей (наружной) поверхностью труб F= 65 м2 и длиной трубки L = 3,5 м. Определить максимальную производительность аппарата (по исходному раствору), если раствор концентрируют от c0=12 вес. % до ск = 33 вес. %. Коэффициент теплопередачи, отнесенный к наружной поверхности труб, k = 1100 вт/(м2-град). Выпаривание происходит при атмосферном давлении. В качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар с температурой t=145°С. Исходный раствор поступает в выпарной аппарат при t0 = 20°С.

Скачать решение задачи VII.16 (задача ПАХТ)

Задача VII.17. Определить производительность выпарного аппарата с естественной внутренней циркуляцией, работающего в периодическом режиме, при концентрировании раствора от начальной концентрации с'0 = 5 вес. % до конечной с'к = 40 вес. %.Основные характеристики выпарного аппарата (рис. VII. 8) следующие: общая поверхность теплопередачи F = 65 м2; вертикальный трубный пучок имеет длину L = 2,5 м; объем раствора, залиаемого в аппарат, V = 5,72 м3; объем трубного пространства Vтр = 1 м3, диаметр сепарационной зоны D = 1,4 м. Для обогрева применяют насыщенный водяной пар под давлением 5 ат. Выпарку проводят при атмосферном давлении.
Значения температуры кипения при атмосферном давлении, плотности и удельной теплоемкости раствора, а также коэффициента теплопередачи в зависимости от концентрации раствора приведены ниже. Исходный раствор имеет температуру t0= 20° С. Коэффициент теплопередачи в период нагревания раствора k = 380 вт/ (м2 • град).
Требуется также сравнить полученную производительность с производительностью такого же выпарного аппарата, работающего при тех же температуре, давлении и концентрации но в непрерывном режиме.
Параметры раствора и коэффициенты теплопередачи при различных концентрациях раствора:

Схема выпарного аппарата

Рис. УII-8. Схема выпарного аппарата (к задачи VII. 17).

Скачать решение задачи VII.17 (задача ПАХТ)

Задача VII.18. Рассчитать трехкорпусную выпарную установку для выпаривания раствора NаОН от начальной концентрации cо=14вес. % до конечной концентрации cк = 50 вес. %. Расход исходного раствора S0 = 7300 кг/ч; давление пара, обогревающего первый корпус, Pо = 6 ат; давление вторичного пара в последнем корпусе P3 = 0,1 ат; начальная температура исходного раствора t0 = 20° С. Раствор и пар движутся противотоком. Поверхности теплообмена всех корпусов должны быть равны между собой. Применить выпарные аппараты с естественной внутренней циркуляцией.

Схема трехкорпусной выпарной установки.

Рис. VII-10. Схема трехкорпусной выпарной установки.

Скачать решение задачи VII.18 (задача ПАХТ)

Задача VII.19. Рассчитать теплообменник для конденсации G= 15000 кг/ч изобутана при давлении р = 7 ат. В конденсатор подается перегретый пар при температуре t2 = 95°С. Температура конденсации tК = 52°С. Для охлаждения используется вода, которая нагревается от t1/ = 20°С до t1// = 35°С. Для изготовления конденсатора использовать трубы диаметром 25/21 мм.
В расчетах принять следующие коэффициенты теплоотдачи: для перегретого пара a2/ = 220 вт/(м2 • град); для конденсирующегося пара a2=1500 вт/ (м2 • град); для охлаждающей воды а1 = 2800 вт/(м2-град).
Так как из воды могут отлагаться соли, вызывающие загрязнение поверхности, следует пустить ее по трубам.

Скачать решение задачи VII.19 (задача ПАХТ)

Задача VII.20. В конденсаторе при давлении р = 2ат конденсируется смесь паров следующего состава (в мольных долях): бутан y1 = 0,1; пентан у2 = 0,55 и гексан. Пары поступают в теплообменник при температуре насыщения. Конденсатор четырехходовой и содержит 224 трубы диаметром 25/21 мм и длиной L = 2500 мм. Диаметр кожуха D = 600 мм. На охлаждение расходуется G = 65 000 кг/ч воды, имеющей начальную температуру t=18°С. При расчете коэффициентов теплоотдачи получены следующие значения: коэффициент теплоотдачи на стороне охлаждающей воды (в трубном пространстве) а1=2100 вт/(м2-град); коэффициент теплоотдачи на стороне конденсирующего пара (в межтрубном пространстве) а2 = 1250 вт/(м2-град). Определить максимальное количество пара, которое можно сконденсировать в имеющемся теплообменнике.

Скачать решение задачи VII.20 (задача ПАХТ)

Задача VII.21. Рассчитать конденсатор для конденсации бензола из его смеси с азотом. Расход азота Gо = 1500 кг/ч. Давление P= 1 ат. Азот насыщен парами бензола. Начальная "температура смеси tГ/ = 70°С; конечная tГ// = 30°С. Для охлаждения используют воду. Начальная температура воды t1/ = 20 tГ/ С; конечная t1// = 30° С.

Скачать решение задачи VII.21 (задача ПАХТ)

Задача VII.22. Рассчитать барометрический конденсатор для конденсации W=5000 кг/ч насыщенного водяного пара при давлении р = 0,15ат. Для конденсации используется охлаждающая вода при начальной температуре tН=18°С.

Скачать решение задачи VII.22 (задача ПАХТ)

   

Cтраница 9 из 17

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат